DE19703162A1

DE19703162A1 - Reactor pressure vessel inspection and repair device

Info

Publication number: DE19703162A1
Application number: DE19703162A
Authority: DE
Inventors: Iii Alfred Stanley Nelson; Yehuda Krampfner; Jack Toshio Matsumoto; Rene Delgado
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1997-08-07
Also published as: SE9700106D0; JPH09318786A; US5787137A; SE9700106L

Abstract

The device for inspecting and repairing reactor pressure vessels, where the pressure vessel lid is removed and the device accesses the lower regions of the vessel through holes in a guide plate and the core plate, has a tubular mast (126) with a slot (140) which extends at least part way along the mast, a robotic arm (128) which is attached to, and can be moved vertically within, the mast, and a drive arrangement to control the vertical travel of the robotic arm (128).

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Ausführung von Reparaturen und Inspektionen in Kernreaktoren und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen, um einen einfachen Zugang zu Stellen in dem Reaktordruckbehälter zu ermöglichen.The invention relates generally to the execution of Repairs and inspections in nuclear reactors and in particular Methods and devices for easy access to To allow places in the reactor pressure vessel.

Reparaturen und Inspektionen, die innerhalb des Reaktor druckbehälters (RPV - reactor pressure vessel) eines Siede wasserreaktors (BWR - boiling water reactor) ausgeführt werden, werden üblicherweise mit Seilen und Stangen für die manuelle Manipulation einfacher Werkzeuge oder für die manuelle Zuführung spezieller automatisierter Werkzeuge ausgeführt. Insbesondere weist der RPV üblicherweise eine im allgemeinen zylindrische Form auf und ist an beiden Enden verschlossen, beispielsweise durch einen Bodenabschluß und einem abnehmbaren oberen Abschluß. Eine obere Führungseinrichtung ist übli cherweise in einem Abstand über einer Kernplatte in dem RPV angeordnet. Viele andere Komponenten, wie z. B. Dampftrockner, sind ebenfalls in dem RPV angeordnet.Repairs and inspections carried out inside the reactor pressure vessel (RPV - reactor pressure vessel) of a boilers water reactor (BWR - boiling water reactor), are usually used with ropes and rods for manual Manipulation of simple tools or for manual Feeding of special automated tools carried out. In particular, the RPV usually has one in general cylindrical shape and is closed at both ends, for example by a bottom closure and a removable upper conclusion. An upper guide device is usual usually at a distance above a core plate in the RPV arranged. Many other components, such as B. steam dryer, are also located in the RPV.

Während einer Reaktorabschaltung und wenn bestimmte Kom ponenten innerhalb des RPV′s inspiziert oder repariert werden sollen, muß der obere Abschluß des RPV′s entfernt werden. Weitere Komponenten, wie z. B. die Dampftrockner, können eben falls entfernt werden, um einen Zugang zu Stellen des RPV′s zwischen der oberen Führungseinrichtung und der Kernplatte oder Stellen unterhalb der Kernplatte zu ermöglichen. Zum Ausführen der Inspektionen und Reparaturen steht üblicherweise eine aus führende Person auf einer über dem RPV angeordneten Brücke und inspiziert oder repariert unter Verwendung von Seilen oder Stangen, welche sich mehr als 9 m (30 Fuß) unter der Brücke in den RPV erstrecken können, bestimmte Komponenten des RPV. Die Fähigkeit, solche Inspektionen und Reparaturen auszuführen, hängt stark von der Geschicklichkeit der ausführenden Person ab.During a reactor shutdown and when certain com components within the RPV are inspected or repaired , the upper end of the RPV must be removed. Other components, such as B. the steam dryer, can just if removed to provide access to RPV's posts between the upper guide device and the core plate or To allow places below the core plate. To run inspections and repairs are usually completed leading person on a bridge arranged above the RPV and inspected or repaired using ropes or Poles that extend more than 9 m (30 feet) below the bridge the RPV can extend to certain components of the RPV. The Ability to carry out such inspections and repairs, depends heavily on the skill of the person performing it from.

Ferner ist es extrem schwierig, unter Verwendung von Seilen und Stangen ein Werkzeug innerhalb des RPV′s, insbesondere unter halb der Kernplatte, präzise zu positionieren. Sogar dann, wenn das Werkzeug für einen Arbeitsvorgang an einer gewünschten Stelle genau positioniert ist, ist es extrem schwierig, dann ein weiteres Werkzeug an der exakt gleichen Stelle zu positio nieren, um einen nächsten Schritt des Arbeitsvorgangs auszu führen. Ferner erfordert jeder Inspektions- und Reparatur vorgang normalerweise die Konstruktion und Herstellung eines speziell angepaßten Werkzeuges. Die Konstruktion und Herstel lung von Werkzeugen für jede Aufgabe ist teuer.Furthermore, it is extremely difficult to use ropes and Rods a tool within the RPV's, especially under half of the core plate to position precisely. Even if the tool for a job on a desired one Positioned exactly, then it is extremely difficult another tool at the exact same place to positio kidney to go to a next step in the process to lead. Furthermore, everyone requires inspection and repair usually the design and manufacture of a process specially adapted tool. The construction and manufacture Tooling for every task is expensive.

Schon wegen der Schwierigkeit, lediglich Zugang zu bestimmten Stellen innerhalb des RPV′s zu bekommen, kann die Ausführung von Reparaturen und Inspektionen an solchen Stellen zeitauf wendig sein. Es ist natürlich wünschenswert, die erforderliche Zeit für die Ausführung von Reparaturen und Inspektionen in dem RPV zu begrenzen, da der Reaktor für die Ausführung solcher Aufgaben abgeschaltet werden muß. Die Reduzierung des Zeitauf wands für die Ausführung derartiger Inspektionen und Repara turen würde auch die Reduzierung der Strahlungsexposition der ausführenden Position pro Aufgabe zu erleichtern.If only because of the difficulty, only access to certain Getting jobs within the RPV's can be the execution of repairs and inspections in such places be agile. It is of course desirable to have the required Time to carry out repairs and inspections in the Limit RPV as the reactor for the execution of such Tasks must be switched off. Reducing the amount of time walls for carrying out such inspections and repairs would also reduce radiation exposure facilitate the executive position per task.

Diese und weitere Aufgaben werden durch Verfahren und Vorrichtungen zur Ausführung von Reparaturen und Inspektionen in einem RPV gelöst, was in einer Ausführungsform der Vor richtung die Verwendung eines Stützmastes beinhaltet, um die Positionierung von Werkzeugen innerhalb des RPV′s, insbesondere an Stellen zu erleichtern, welche unter Anwendung herkömmlicher Verfahren und Vorrichtungen extrem schwer zugänglich sind. In einer Ausführungsform der Vorrichtung erstreckt sich ein Mast in einem Reaktordruckbehälter und durch eine Öffnung in der oberen Führungseinrichtung und durch eine Öffnung in der Kernplatte hindurch. Der Mast enthält ein äußeres zylindrisch geformtes Rohr und ein inneres Rohr, das zumindest teilweise innerhalb des äußeren Rohres angeordnet ist. Das Innenrohr besitzt eine im wesentlichen quadratische Querschnittsform und ist mit einem Roboterarm verbunden.These and other tasks are accomplished through procedures and Devices for carrying out repairs and inspections solved in an RPV, which in one embodiment of the pre direction involves the use of a support mast to support the Positioning tools within the RPV's, in particular in places that use conventional Procedures and devices are extremely difficult to access. In In one embodiment of the device, a mast extends in a reactor pressure vessel and through an opening in the upper guide device and through an opening in the Core plate through. The mast contains an outer cylindrical molded tube and an inner tube that is at least partially is arranged within the outer tube. The inner tube has a substantially square cross-sectional shape and is connected to a robot arm.

Ein Schlitz ist in dem Außenrohr ausgebildet, und dieser Schlitz erstreckt sich zumindest teilweise entlang der axialen Länge des Mastes. Der Abschnitt des Innenrohres, welcher an der Stelle des Schlitzes angeordnet ist, steht zu den Reaktor komponenten in freier Wechselwirkung, wenn der Mast innerhalb des RPV′s angeordnet ist. In einer Ausführungsform ist ein Roboterarm an dem Innenrohr angebracht und hat durch den Schlitz im Außenrohr auf die Reaktorkomponenten Zugang.A slot is formed in the outer tube, and this Slot extends at least partially along the axial Length of the mast. The section of the inner tube which at the Location of the slot is located facing the reactor components interact freely when the mast is inside the RPV's is arranged. In one embodiment, a Robot arm attached to the inner tube and has through the Slot in the outer tube to access the reactor components.

Das Innenrohr und der Roboterarm sind bezogen auf das Au ßenrohr vertikal beweglich. Insbesondere ist eine Vertikal antriebs-Baugruppe an dem Innenrohr befestigt, und diese Ver tikalantriebs-Baugruppe enthält einen Vertikalantriebsmotor und ein Ritzel. Die Drehung des Ritzels wird von dem Verti kalantriebsmotor gesteuert. Eine langgestreckte Zahnstange ist an einer inneren Oberfläche des Außenrohres befestigt und erstreckt sich in Längsrichtung über deren Länge. Die Zahn stange ist zu dem Ritzel ausgerichtet, so daß sich dann, wenn sich das Ritzel dreht, das Innenrohr vertikal in Bezug auf das Außenrohr bewegt. Eine Gleitführung ist an dem Innenrohr befestigt und erstreckt sich von dem Innenrohr zu der inneren Oberfläche des Außenrohres. Die Gleitführung erleichtert das Beibehalten der koaxialen Ausrichtung des Innenrohres zu dem Außenrohr insbesondere dann, wenn sich das Innenrohr relativ zum Außenrohr bewegt.The inner tube and the robot arm are related to the Au outer tube vertically movable. In particular, is a vertical drive assembly attached to the inner tube, and this Ver tical drive assembly includes a vertical drive motor and a pinion. The rotation of the pinion is controlled by the verti cal drive motor controlled. An elongated rack is attached to an inner surface of the outer tube and extends in the longitudinal direction over its length. The tooth rod is aligned with the pinion, so that when the pinion rotates, the inner tube vertically with respect to the Outer tube moves. A sliding guide is on the inner tube attached and extending from the inner tube to the inner one Surface of the outer tube. The sliding guide makes it easier Maintaining the coaxial alignment of the inner tube with that Outer tube especially when the inner tube is relative moved to the outer tube.

Eine Befestigungskomponenten-Schnittstelle ist an einem unteren Ende des Mastes befestigt. Die Schnittstelle bzw. Grenzschicht enthält ein im wesentlichen feststehendes Plat tenelement, und Drucklager sind auf einer Oberseite des Plat tenelementes befestigt. Der Mast besitzt Ausrichtungsarme, die so konfiguriert sind, daß sie zu den Drucklagern passen, so daß der Mast bezogen auf das Plattenelement drehbar ist. Das Drehen des Mastes ermöglicht es dem Roboterarm, leicht Zugang zu zu sätzlichen Stellen in dem RPV zu erhalten.A mounting component interface is on one attached lower end of the mast. The interface or Boundary layer contains an essentially fixed plat tenelement, and thrust bearing are on a top of the plat tenelementes attached. The mast has alignment arms that are configured to match the thrust bearings so that the mast is rotatable in relation to the plate element. The turning of the mast allows the robotic arm to easily access to get additional positions in the RPV.

Bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung kann ein Werkzeug in dem RPV auch an Stellen unterhalb der Kern platte präzise positioniert werden. Zusätzlich kann das Werk zeug mit größerer Sicherheit und hoher Wiederholgenauigkeit präzise positioniert werden. Ferner sind speziell angepaßte Werkzeuge nicht notwendigerweise für jeden Vorgang er forderlich, da der Roboterarm eine Vielzahl von Stellen er reichen kann, um eine Vielzahl von Inspektionen und Reparaturen innerhalb des RPV′s auszuführen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erleichtert es auch, die zur Ausführung von In spektionen und Reparaturen erforderliche Zeit zu reduzieren, was die Reduzierung der Strahlungsexposition der ausführenden Position pro Aufgabe erleichtert.Using the device described above can a tool in the RPV also at locations below the core plate can be precisely positioned. In addition, the plant stuff with greater certainty and high repeatability be positioned precisely. Furthermore, are specially adapted Tools not necessarily for every operation required because the robot arm it a variety of places can range from a variety of inspections and repairs to perform within the RPV's. The invention Device also makes it easier to perform In reduce the time required for inspections and repairs, what the reduction in radiation exposure of the performers Position per task easier.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen erläutert:The invention will now become apparent from the description and drawing explained by exemplary embodiments:

Fig. 1 ist eine schematische Teilquerschnittsdarstellung eines Reaktordruckbehälters und einer Brennstoff-Be schickungsbrücke eines Siedewasserreaktors. Fig. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a reactor pressure vessel and a fuel loading bridge of a boiling water reactor.

Fig. 2 ist eine Teilquerschnittsdarstellung eines Mastes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 is a partial cross-sectional view of a mast according to one embodiment of the present invention.

Fig. 3 ist eine detailliertere Ansicht des an dem in Fig. 2 dargestellten Mast befestigten Vertikalantriebsaktuators. FIG. 3 is a more detailed view of the vertical drive actuator attached to the mast shown in FIG. 2.

Fig. 4 ist eine detailliertere Ansicht der an dem in Fig. 2 dargestellten Mast befestigten Steuerstabantriebsge häuse-Schnittstelle. FIG. 4 is a more detailed view of the control rod drive housing interface attached to the mast shown in FIG. 2.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die obere Führungseinrich tungs-Schnittstelle des in Fig. 2 dargestellten Mastes. FIG. 5 is a top view of the upper guide device interface of the mast shown in FIG. 2.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer in Fig. 5 dargestellten Linie A-A. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 5.

Fig. 7 ist eine detailliertere Ansicht der in Fig. 6 darge stellten Klemm- und Aktuatorbaugruppe. Fig. 7 is a more detailed view of the Fig. 6 Darge presented clamping and actuator assembly.

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer in Fig. 5 dargestellten Linie B-B. Fig. 8 is a cross-sectional view taken along a line shown in Fig. 5 BB.

Fig. 9 ist eine detailliertere Ansicht des an dem in Fig. 1 dargestellten Mast angebrachten Manipulators. FIG. 9 is a more detailed view of the manipulator attached to the mast shown in FIG. 1.

Fig. 10 ist eine bildhafte Darstellung einer Steuerstation für eine ausführende Person, welche in Verbindung mit dem in Fig. 2 dargestellten Mast und dem Manipulatorarm verwendet werden kann. Fig. 10 is a pictorial representation of a control station for an operator, which can be used in conjunction with the mast shown in Fig. 2 and the manipulator arm.

Fig. 11 ist eine detaillierte Ansicht der Kernplatten- Schnittstelle des in Fig. 2 dargestellten Mastes. FIG. 11 is a detailed view of the core plate interface of the mast shown in FIG. 2.

Fig. 12 ist eine bildhafte Darstellung des in Fig. 2 darge stellten Mastes, der bezogen auf eine Kernplatte in einem Reaktordruckbehälter in einer Arbeitsstellung angeordnet ist. Fig. 12 is a pictorial representation of the mast shown in Fig. 2 Darge, which is arranged in relation to a core plate in a reactor pressure vessel in a working position.

Fig. 13 stellt eine alternative Konfiguration des in Fig. 2 dargestellten Mastes mit einer unteren Befestigungs einrichtung am unteren Ende, um ein Brennstoff-Gußstück in der Kernplatte auf zunehmen. Fig. 13 shows an alternative configuration of the mast shown in Fig. 2 with a lower fastening device at the lower end to receive a fuel casting in the core plate.

Fig. 14 ist eine detailliertere Teilquerschnittsdarstellung des Rotationsaktuators des in Fig. 13 dargestellten Mastes. FIG. 14 is a more detailed partial cross-sectional view of the rotary actuator of the mast shown in FIG. 13.

Fig. 1 ist eine schematische Teilquerschnittsdarstellung eines einen Reaktordruckbehälter (RPV) 102 und eine Brücke 104 enthaltenden Siedewasserreaktors 100. Der RPV 102 besitzt eine Im allgemeinen zylindrische Form und ist an dem einen Ende durch einen Bodenabschluß 106 und an seinem anderen Ende durch einen (nicht dargestellten) entfernbaren oberen Abschluß verschlossen. Eine obere Führungseinrichtung 108 ist in einem Abstand über einer Kernplatte 110 in dem RPV 102 angeordnet. Ein Mantel 112 umgibt die Kernplatte 110 und wird von einer Mantelhalterungsstruktur 114 gehaltert. Ein Ringraum 116 ist zwischen dem Mantel 112 und der Wand des RPV′s 102 ausgebildet. Fig. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a reactor pressure vessel (RPV) 102 and a bridge 104 containing boiling water reactor 100th The RPV 102 is generally cylindrical in shape and is closed at one end by a bottom end 106 and at the other end by a removable top end (not shown). An upper guide device 108 is spaced above a core plate 110 in the RPV 102 . A jacket 112 surrounds the core plate 110 and is supported by a jacket support structure 114 . An annular space 116 is formed between the jacket 112 and the wall of the RPV's 102 .

Eine Leitplatte 118, welche eine Ringform aufweist, erstreckt sich zwischen der Mantelhalterungsstruktur 114 und der Wand des RPV′s 102 um den RPV 102 herum.A guide plate 118 , which has an annular shape, extends between the jacket mounting structure 114 and the wall of the RPV's 102 around the RPV 102 .

Der RPV 102 wird von einer RPV-Halterungsstruktur 120 un zerstützt, und dieser RPV 102 erstreckt sich in ein oberes Con tainment 122. Das obere Containment 122 und der RPV 102 sind natürlich mit Wasser gefüllt. Ein Wasserpegel 124 ist als unmittelbar unter Brücke 104 befindlich dargestellt. The RPV 102 is supported by an RPV mounting structure 120 and this RPV 102 extends into an upper container 122 . The upper containment 122 and the RPV 102 are of course filled with water. A water level 124 is shown as being immediately below bridge 104 .

Der RPV 102 ist in Fig. 1 in abgeschaltetem Zustand dar gestellt, wobei viele Komponenten entfernt sind. Beispielsweise befinden sich während des Betriebs viele (nicht dargestellte) Brennstoffbündel in dem Bereich zwischen der oberen Führungs einrichtung 108 und der Kernplatte 110. Zusätzlich befinden sich während des Betriebs Dampftrockner und viele andere (nicht dargestellte) Komponenten in dem Bereich über der oberen Führungseinrichtung 108.The RPV 102 is shown in Fig. 1 in the off state, with many components removed. For example, during operation, there are many fuel bundles (not shown) in the area between the upper guide device 108 and the core plate 110 . Additionally, steam dryers and many other components (not shown) are located in the area above the upper guide 108 during operation.

Es dürfte selbstverständlich sein, daß die vorliegende Erfindung nicht auf den Einsatz in dem Reaktor 100 beschränkt ist und die Erfindung in vielen verschiedenen Reaktoren mit vielen unterschiedlichen Konfigurationen verwendet werden könnte. Der Reaktor 100 ist nur als Beispiel und nicht im Sinne einer Einschränkung dargestellt.It should be understood that the present invention is not limited to use in reactor 100 and the invention could be used in many different reactors with many different configurations. The reactor 100 is only shown as an example and not as a limitation.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, erstreckt sich ein gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfigurierter Mast 126 durch eine Öffnung in der oberen Führungseinrichtung 108 und durch eine Öffnung in der Kernplatte 110 hindurch. Ein Manipulator- oder Roboterarm 128 ist in einem sich von dem Mast 126 weg erstreckenden Zustand dargestellt, wobei der Manipula torarm 128 für die Ausführung eines Arbeitsvorgangs, wie z. B. einer Inspektion der Leitplatte 118, positioniert ist.As shown in FIG. 1, a mast 126 configured in accordance with an embodiment of the present invention extends through an opening in the upper guide device 108 and through an opening in the core plate 110 . A manipulator or robot arm 128 is shown in a condition extending away from the mast 126 , with the manipulator arm 128 being used to perform an operation such as e.g. B. an inspection of the guide plate 118 is positioned.

Der Mast 126 wird in die in Fig. 1 dargestellte Position mittels eines Seils 130 und einer auf der Brücke 104 montierten Winde 132 abgesenkt. Die Positionierung des Mastes 126 inner halb des RPV′s 102 wird später noch detaillierter beschrieben. Steuer- und Luftleitungen 134 sind gebündelt und erstrecken sich von der (nicht dargestellten) Steuerstation für die ausführende Person aus, die sich üblicherweise auf der (nicht dargestellten) Beschickungsebene befindet. Die ausführende Person steuert die Positionierung des Mastes 126 und des Manipulatorarms 128 unter Anwendung einer derartigen Station, wie sie nachstehend noch detaillierter beschrieben wird.The mast 126 is lowered into the position shown in FIG. 1 by means of a rope 130 and a winch 132 mounted on the bridge 104 . The positioning of the mast 126 within the RPV's 102 will be described in more detail later. Control and air lines 134 are bundled and extend from the control station (not shown) for the operator, which is usually located on the loading level (not shown). The operator controls the positioning of the mast 126 and manipulator arm 128 using such a station as will be described in more detail below.

Fig. 2 ist eine Teilquerschnittsdarstellung des Mastes 126. Der Mast 126 enthält ein äußeres zylindrisch geformtes Rohr 136 und ein Innenrohr 138, welches zumindest teilweise in dem Außenrohr 136 positioniert ist. Das Innenrohr weist einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt auf und ist mit dem Manipulatorarm oder Roboterarm 128 verbunden. Das Innenrohr 138 könnte natürlich auch viele andere Querschnittsformen als die quadratische Form aufweisen. Fig. 2 is a partial cross-sectional view of the mast 126th The mast 126 includes an outer cylindrical-shaped tube 136 and an inner pipe 138, which is at least partially positioned in the outer tube 136th The inner tube has a substantially square cross section and is connected to the manipulator arm or robot arm 128 . The inner tube 138 could of course also have many other cross-sectional shapes than the square shape.

Ein Schlitz 140 ist in dem Außenrohr 136 ausgebildet, und dieser Schlitz 140 erstreckt sich zumindest teilweise über die axiale Länge des Mastes 126. Der Abschnitt des Innenrohres 138, der an der Stelle des Schlitzes 140 angeordnet ist, steht im wesentlichen in freier Wechselwirkung mit dem RPV 102 (Fig. 1), wenn der Mast 126 innerhalb des RPV′s 102 angeordnet ist.A slot 140 is formed in the outer tube 136 , and this slot 140 extends at least partially over the axial length of the mast 126 . The section of the inner tube 138 , which is arranged at the location of the slot 140 , is essentially in free interaction with the RPV 102 ( FIG. 1) when the mast 126 is arranged within the RPV's 102 .

Das Innenrohr 138 und der Roboterarm 128 sind bezogen auf das Außenrohr 136 vertikal bewegbar. Insbesondere ist eine Vertikalantriebs-Baugruppe 142 an dem Innenrohr 138 befestigt, und diese Vertikalantriebs-Baugruppe 142 enthält einen Verti kalantriebsmotor 144 und ein Ritzel 146. Die Drehung des Ritzels 146 wird von dem Vertikalantriebsmotor 144 gesteuert. Eine langgestreckte Zahnstange 148 ist an einer inneren Oberfläche des Außenrohres 136 befestigt und erstreckt sich in Längsrichtung über dessen Länge. Die Zahnstange 148 ist zu dem Ritzel 146 ausgerichtet, so daß sich dann, wenn sich das Ritzel 146 dreht, das Innenrohr 138 vertikal in Bezug auf das Außenrohr 136 bewegt.The inner tube 138 and the robot arm 128 can be moved vertically with respect to the outer tube 136 . In particular, a vertical drive assembly 142 is attached to the inner tube 138 , and this vertical drive assembly 142 includes a vertical drive motor 144 and a pinion 146 . The rotation of the pinion 146 is controlled by the vertical drive motor 144 . An elongated rack 148 is attached to an inner surface of the outer tube 136 and extends longitudinally along its length. The rack 148 is aligned with the pinion 146 so that when the pinion 146 rotates, the inner tube 138 moves vertically with respect to the outer tube 136 .

Gleitführungen 150 sind an dem Innenrohr 138 befestigt und erstrecken sich von dem Innenrohr 138 zu der Innenoberfläche des Außenrohres 136. Die Gleitführungen 150 erleichtert das Beibehalten der koaxialen Ausrichtung des Innenrohres 138 zu dem Außenrohr 136 insbesondere dann, wenn sich das Innenrohr 138 in Bezug auf das Außenrohr 136 bewegt.Slideways 150 are attached to the inner tube 138 and extend from the inner tube 138 to the inner surface of the outer tube 136 . The slide guides 150 make it easier to maintain the coaxial alignment of the inner tube 138 with the outer tube 136, in particular when the inner tube 138 moves with respect to the outer tube 136 .

Eine fixierende Komponenten-Schnittstelle 152 (Grenz schicht) ist an dem unteren Ende des Mastes 126 befestigt. Die Schnittstelle 152 ermöglicht gemäß der nachstehenden detail lierten Beschreibung eine darauf bezogene Drehung des Mastes 126. Das Drehen des Mastes 126 ermöglicht es dem Roboterarm 128, leicht zusätzliche Stellen in dem RPV 102 (Fig. 1) zu erreichen. Eine Rotationsaktuator 154 führt die Drehung des Mastes 126 gemäß nachstehender detaillierter Beschreibung aus.A fixing component interface 152 (boundary layer) is attached to the lower end of the mast 126 . The interface 152 enables related rotation of the mast 126 as described in detail below. Rotation of the mast 126 enables the robot arm 128 to easily reach additional locations in the RPV 102 ( FIG. 1). A rotation actuator 154 rotates the mast 126 as detailed below.

Eine obere Führungsgrenzschicht 156 ist an einer äußeren Oberfläche des Mastes 126 befestigt und sorgt für eine laterale Halterung des Mastes 126, wenn er gemäß Darstellung in Fig. 1 in dem RPV 102 positioniert ist. Eine Kernplatten-Grenzschicht 158 ist ebenfalls an einer äußeren Oberfläche des Mastes 126 befestigt und ergibt eine laterale Halterung für den Mast 126, wenn er gemäß Darstellung in Fig. 1 in dem RPV 102 positioniert ist. Die obere Führungsgrenzschicht 156 und die Kernplatten- Grenzschicht 158 werden nachstehend noch detaillierter beschrieben.An upper guide boundary layer 156 is attached to an outer surface of the mast 126 and provides lateral support for the mast 126 when positioned in the RPV 102 as shown in FIG. 1. A core plate interface layer 158 is also attached to an outer surface of the mast 126 and provides lateral support for the mast 126 when positioned in the RPV 102 as shown in FIG. 1. The upper guide boundary layer 156 and the core plate boundary layer 158 are described in more detail below.

Das Außen- und Innenrohr 136 und 138 bestehen in der einen Ausführungsform aus einer korrosionsbeständigen Legierung (z. B. aus rostfreiem Stahl). Die Höhe der Rohre 136 und 138 und die Lage der Grenzschichten (Schnittstellen) 156 und 158, sowie die Länge des Schlitzes 140 und des Armes 128 können alle abhängig von dem Typ des Reaktors variieren, in welchem der Mast 126 verwendet werden soll. Beispielsweise kann der Mast 126 eine Gesamthöhe von etwa 8,60 m (338,6′′) aufweisen und der Abstand von der Schnittstelle 152 zu der Schnittstelle 156 kann etwa 8,33 m (328,1′′) betragen. In der einen Ausführungsform kann der Abstand von der Schnittstelle 152 zu der Schnittstelle 158 kann etwa 4,07 m (160,3′′) betragen, und der Roboterarm 128 kann sich seitlich etwa 1,18 m (49,1′′) von dem Mast 126 weg erstrecken.In one embodiment, the outer and inner tubes 136 and 138 consist of a corrosion-resistant alloy (for example made of stainless steel). The height of tubes 136 and 138 and the location of interfaces (interfaces) 156 and 158 , as well as the length of slot 140 and arm 128 can all vary depending on the type of reactor in which mast 126 is to be used. For example, the mast 126 can have a total height of approximately 8.60 m (338.6 '') and the distance from the interface 152 to the interface 156 can be approximately 8.33 m (328.1 ''). In one embodiment, the distance from interface 152 to interface 158 may be approximately 4.07 m (160.3 ''), and robot arm 128 may be laterally approximately 1.18 m (49.1 '') from extend away from the mast 126 .

Fig. 3 ist eine detailliertere Ansicht der Vertikalan triebs-Aktuatorbaugruppe 142, welche an dem in Fig. 2 darge stellten Mast 126 befestigt ist. Wie vorstehend erläutert, ist die Vertikalantriebs-Baugruppe 142 an dem Innenrohr 138 befestigt und enthält einen Vertikalantriebsmotor 144 und ein Ritzel 146. Eine langgestreckte Zahnstange 148 ist an einer inneren Oberfläche des Außenrohres 136 befestigt und erstreckt sich in Längsrichtung über dessen Länge. Die Zahnstange 148 ist zu dem Ritzel 146 ausgerichtet, so daß sich dann, wenn sich das Ritzel 146 dreht, das Innenrohr 138 vertikal in Bezug auf das Außenrohr 136 bewegt. Gleitführungen 150 sind an dem Innenrohr 138 befestigt und erstrecken sich von dem Innenrohr 138 zu der Innenseite des Außenrohres 136 hin. Die Gleitführungen 150 erleichtern das Beibehalten der koaxialen Ausrichtung des Innenrohres 138 zu dem Außenrohr 136. Fig. 3 is a more detailed view of the vertical drive actuator assembly 142 which is attached to the mast 126 shown in Fig. 2 Darge. As discussed above, the vertical drive assembly 142 is attached to the inner tube 138 and includes a vertical drive motor 144 and a pinion 146 . An elongated rack 148 is attached to an inner surface of the outer tube 136 and extends longitudinally along its length. The rack 148 is aligned with the pinion 146 so that when the pinion 146 rotates, the inner tube 138 moves vertically with respect to the outer tube 136 . Slideways 150 are attached to the inner tube 138 and extend from the inner tube 138 to the inside of the outer tube 136 . The slide guides 150 make it easier to maintain the coaxial alignment of the inner tube 138 with the outer tube 136 .

Fig. 4 ist eine detailliertere Ansicht einer Befesti gungskomponenten-Schnittstelle 152, welche gemäß Darstellung so konfiguriert ist, daß sie zu einem Steuerstabantriebsgehäuse 160 mit einer darin ausgebildeten Öffnung 162 faßt. Die Schnittstelle 152 enthält ein im wesentlichen feststehendes Plattenelement 164, und Drucklager 166 sind auf einer Oberseite des Plattenelementes 164 befestigt. Der Mast 126 besitzt Ausrichtungsarme 168, die so konfiguriert sind, daß sie an den Drucklagern 166 angreifen, so daß der Mast 126 bezogen auf das Plattenelement 164 drehbar ist. Das Drehen des Mastes 126 ermöglicht es dem Roboterarm 128 (Fig. 2), leicht zusätzliche Stellen in dem RPV 102 (Fig. 2) zu erreichen. Ein Aus richtungsstift 170 erstreckt sich aus der Platte 164 und ist so konfiguriert, daß er in die Öffnung 162 des Steuerstaban triebsgehäuses (CRD) 160 eingesetzt werden kann. Auf die Weise haltert das CRD-Gehäuse 160 den Mast 126. Fig. 4 is a more detailed view of a mounting component interface 152 , which is shown configured to fit a control rod drive housing 160 with an opening 162 formed therein. The interface 152 includes a substantially fixed plate member 164 and thrust bearings 166 are attached to an upper surface of the plate member 164 . The mast 126 has alignment arms 168 that are configured to engage the thrust bearings 166 so that the mast 126 is rotatable with respect to the plate member 164 . Rotating mast 126 enables robotic arm 128 ( FIG. 2) to easily reach additional locations in RPV 102 ( FIG. 2). A directional pin 170 extends from the plate 164 and is configured to be inserted into the opening 162 of the control rod drive housing (CRD) 160 . In this way, the CRD housing 160 supports the mast 126 .

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die obere Führungs- Schnittstelle 156 des Mastes 126. Gemäß Darstellung in Fig. 5 enthält die Schnittstelle 156 Pfeilspitzen-förmige Klemmteile 172, welche von dem Mast 126 ausgehen und so angeordnet sind, daß sie mit der oberen Führungseinrichtung 108 zusammenwirken, um die laterale Bewegung des Mastes 126 einzuschränken. Die Klemmteile 172 werden von Linear-Aktuatoren 174 gesteuert, welche auf dem Außenrohr 136 befestigt sind. Wenn die Linear- Aktuatoren 174 ausgefahren sind, stellen die Klemmteile 172 einen festen Kontakt mit Oberflächen der Führungseinrichtung 108 her und begrenzen die Bewegung des Mastes 126. Wenn die Linear-Aktuatoren 174 eingefahren sind, ermöglicht ein Spielraum zwischen den Klemmteilen 172 und der oberen Führungseinrichtung 108 eine Bewegung des Mastes 126 innerhalb der oberen Führungseinrichtung 108. Fig. 5 is a plan view of the upper guide interface 156 of the mast 126th As shown in FIG. 5, the interface 156 contains arrowhead-shaped clamping parts 172 which extend from the mast 126 and are arranged such that they cooperate with the upper guide device 108 in order to restrict the lateral movement of the mast 126 . The clamping parts 172 are controlled by linear actuators 174 , which are fastened on the outer tube 136 . When the linear actuators 174 are extended, the clamping parts 172 make firm contact with surfaces of the guide device 108 and limit the movement of the mast 126 . When the linear actuators 174 are retracted, a clearance between the clamping parts 172 and the upper guide device 108 enables the mast 126 to move within the upper guide device 108 .

Ein Rotationsaktuator 154 und ein Ringzahnrad 178 sind ebenfalls in Fig. 5 dargestellt. Das Ringzahnrad 178 ist an einem Außenabschnitt des Außenrohres 136 befestigt. Ein Ritzel 180 stellt ein Teil des Rotationsaktuators 154 dar, und dieses Ritzel 180 ist so zu dem Ringzahnrad 178 ausgerichtet, daß sich beim Drehen des Ritzels 180 auch das Ringzahnrad 178 und der Mast 126 drehen.A rotary actuator 154 and ring gear 178 are also shown in FIG. 5. The ring gear 178 is fixed to an outer portion of the outer tube 136 . A pinion 180 is part of the rotary actuator 154 , and this pinion 180 is aligned with the ring gear 178 such that when the pinion 180 is rotated, the ring gear 178 and the mast 126 also rotate.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer in Fig. 5 dargestellten Linie A-A. Wie es am besten in Fig. 6 dargestellt ist, ist ein ringförmiger, federgespannter Keil 182 an der Halterung 176 befestigt. Der Keil 182 steht mit den Oberflächen der oberen Führungseinrichtung 108 in Kontakt (Fig. 5) und stabilisiert den Mast 126 zusätzlich. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 5. As best shown in FIG. 6, an annular spring loaded wedge 182 is attached to the bracket 176 . The wedge 182 is in contact with the surfaces of the upper guide device 108 ( FIG. 5) and additionally stabilizes the mast 126 .

Fig. 7 ist eine detailliertere Ansicht des federgespannten Keils 182. Gemäß der Darstellung in Fig. 7 ist ein Lager 184 zwischen einer Basis 186 und dem Keil 182 befestigt und er streckt sich dazwischen. Das Lager 184 ermöglicht eine Drehung des Außenrohres 136 bezogen auf die Klemmteile 172 (Fig. 5). Fig. 7 is a detailed view of the spring-loaded wedge 182nd As shown in FIG. 7, a bearing 184 is secured between a base 186 and the wedge 182 and extends therebetween. The bearing 184 enables the outer tube 136 to rotate with respect to the clamping parts 172 ( FIG. 5).

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer in Fig. 5 dargestellten Linie B-B und stellt das Ritzelrad 180 in Eingriff mit dem Ringzahnrad 178 dar. Der Rotationsaktuator 154 ist auf dem Außenrohr 154 mittels eines L-förmigen Halte rungselementes 186 befestigt, das an einer Lagerbaugruppe 188 in drehbaren Eingriff mit einer Basis 190 befestigt ist. Fig. 8 is a cross-sectional view taken along a line BB shown in Fig. 5 and shows the pinion gear 180 in engagement with the ring gear 178. The rotary actuator 154 is secured to the outer tube 154 by means of an L-shaped holding member 186 which is attached to a bearing assembly 188 is rotatably engaged with a base 190 .

Fig. 9 ist eine detailliertere Ansicht des Manipulatorarms 128, welcher an dem in Fig. 1 dargestellten Mast 126 angebracht ist. Gemäß Fig. 9 enthält der Arm 128 einen hydraulischen Zylinder 192 mit einem sich daraus erstreckenden Schultergelenk 194. Ein Oberarmelement 196 ist an einem Ende mit dem Schultergelenk 194 verbunden. Ein Ellbogengelenk 198 ist mit dem anderen Ende des Oberarmelementes 196 verbunden, und ein Unterarmelement 200 ist mit dem Ellbogengelenk 198 verbunden und ist um das Ellbogengelenk 198 bezogen auf das Oberarm element 196 drehbar. Ein Handgelenkelement 202, welches eine (nicht dargestellte) Greifvorrichtung aufnehmen kann, ist an dem Unterarmelement 200 befestigt. Roboterarme sind natürlich allgemein bekannt, und es können viele Arme unterschiedlicher Konfiguration in Verbindung mit dem Mast 126 verwendet werden. Der Arm 128 ist lediglich als Beispiel dargestellt. FIG. 9 is a more detailed view of the manipulator arm 128 attached to the mast 126 shown in FIG. 1. According to FIG. 9, the arm 128 includes a hydraulic cylinder 192 with a shoulder joint extending therefrom 194th An upper arm member 196 is connected to the shoulder joint 194 at one end. An elbow joint 198 is connected to the other end of the upper arm member 196 and a lower arm member 200 is connected to the elbow joint 198 and is related to the elbow joint 198 to the upper arm member 196 rotatably. A wrist element 202 , which can accommodate a gripping device (not shown), is attached to the forearm element 200 . Robotic arms are of course well known, and many arms of different configurations can be used with mast 126 . Arm 128 is shown only as an example.

Ferner sind in Fig. 9 feststehende Führungselemente 204 dargestellt, welche auf dem Außenrohr 136 befestigt sind. Die feststehenden Führungselemente 204 sind für die Stabilisierung des Innenrohres 138 vorgesehen. Ein Gleitführungselement 206 ist mit dem Innenrohr 138 verbunden und gleitet entlang der inneren Oberfläche des Außenrohres 136, wenn sich das Innenrohr 138 bezogen auf den Schlitz 140 vertikal bewegt.Furthermore 9 fixed guide elements 204 are shown in Fig., Which are mounted on the outer tube 136. The fixed guide elements 204 are provided for stabilizing the inner tube 138 . A slide guide member 206 is connected to the inner tube 138 and slides along the inner surface of the outer tube 136 when the inner tube 138 moves vertically with respect to the slot 140 .

Fig. 10 ist eine bildhafte Darstellung einer Steuerstation 208 für eine ausführende Person, welche in Verbindung mit dem Mast 126 verwendet werden kann. Die Station ist eine auf einem Computer basierende Arbeitsstation, welche Eingaben der aus führenden Person über eine Tastatur 210, eine Kugel-Steuer einrichtung 212 und eine Roboterarm-Steuereinheit 214 mit einem darauf befindlichen Roboterarm-Simulator 216 erhält. Die Eingaben der ausführenden Person können auch über Steuerungs einstellknöpfe 218 geliefert werden. Prozeßparameter werden üblicherweise auf einer Anzeigeeinrichtung 220 dargestellt. Energie wird der Arbeitsstation 208 über eine Netzleitung 222 zugeführt. FIG. 10 is a pictorial representation of an operator control station 208 that may be used in conjunction with mast 126 . The station is a computer-based workstation, which receives input from the leading person via a keyboard 210 , a ball control device 212 and a robot arm control unit 214 with a robot arm simulator 216 located thereon. The operator's inputs can also be provided via control adjustment buttons 218 . Process parameters are usually displayed on a display device 220 . Energy is supplied to workstation 208 via a power line 222 .

Steuer- und Luftleitungen 134 (Fig. 1) erstrecken sich von dem Mast 126 zu der Arbeitsstation 208. Eine ausführende Person steuert beispielsweise den Eingriff der Klemmteile 172 in der oberen Führungseinrichtung, den Vertikalantriebsmotor 144, den Rotationsaktuator 154 und den Roboterarm 128 an der Arbeits station 208. Zusätzlich kann der Computer der Arbeitsstation so programmiert werden, daß er die Ausführungsart bestimmter Manöver betreffende Informationen speichert, so daß solche Manöver, gesteuert von dem Computer, automatisch wiederholt werden können.Control and air lines 134 ( FIG. 1) extend from mast 126 to workstation 208 . An operator controls, for example, the engagement of the clamping parts 172 in the upper guide device, the vertical drive motor 144 , the rotation actuator 154 and the robot arm 128 at the work station 208 . In addition, the computer of the work station can be programmed to store information regarding the execution of certain maneuvers so that such maneuvers, controlled by the computer, can be repeated automatically.

Arbeitsstationen 208 und Roboterarme 128, die für den Einsatz in Kernreaktoranwendungen anpaßbar sind, sind im Handel erhältlich. Beispiele solcher Arbeitsstationen und Roboterarme sind von Schilling Development, Inc., 1632 Da Vinci Court, Davis, CA 95616 erhältlich.Workstations 208 and robotic arms 128 , which are adaptable for use in nuclear reactor applications, are commercially available. Examples of such work stations and robotic arms are available from Schilling Development, Inc., 1632 Da Vinci Court, Davis, CA 95616.

Natürlich können sämtliche Bewegungen des Mastes 126 und des Arms 128 von Hand, halbautomatisch oder auch vollautoma tisch ausgeführt werden. Im Handbetrieb würde eine Positions rückmeldung üblicherweise durch eine in dem RPV 102 (Fig. 1) angeordnete Echtzeit-Videokamera bereitgestellt. Eine halbau tomatische Steuerung wird üblicherweise ebenfalls mittels ma nueller Manipulation erreicht, wobei aber eine derartige Steuerung durch den Computer mittels vorprogrammierter drei dimensionaler Hüllkurven zur Vermeidung von Kollisionen un terstützt wird, die in der Arbeitsstation 208 gespeichert und ausgeführt werden. Eine vollständig automatische Bewegung be ruht auf dreidimensionalen Computermodellen der Arbeitsum gebung. Die dreidimensionalen Modelle würden in die Arbeitsstation 208 integriert und von der Arbeitsstation 208 bei der Ausführung der gewünschten Aufgabe angewendet werden.Of course, all movements of the mast 126 and arm 128 can be carried out manually, semi-automatically or fully automatically. In manual mode, position feedback would usually be provided by a real-time video camera arranged in the RPV 102 ( FIG. 1). A semi-automatic control is usually also achieved by manual manipulation, but such control is supported by the computer by means of preprogrammed three-dimensional envelopes to avoid collisions, which are stored and executed in the workstation 208 . A fully automatic movement is based on three-dimensional computer models of the work environment. The three-dimensional models would be integrated into workstation 208 and applied by workstation 208 when performing the desired task.

Fig. 11 ist eine detaillierte Ansicht der Kernplatten- Schnittstelle 158 des Mastes 126. Die Schnittstelle 158 enthält einen an einer Lagerbaugruppe 226 befestigten Keil 224. Die Lagerbaugruppe ist ferner drehbar an einem Halterungselement 228 angebracht, welches an dem Außenrohr 136 befestigt ist. Der Mast 126 ist deshalb bezogen auf den Keil 224 drehbar. Der Keil 224 bildet eine Nase 230, welche mit einer Oberseite der Kern platte 110 in Eingriff steht, um die Begrenzung der lateralen Bewegung des Mastes 126 zu erleichtern. Fig. 11 is a detailed view of the core plate interface 158 of the mast 126th The interface 158 includes a wedge 224 attached to a bearing assembly 226 . The bearing assembly is also rotatably attached to a support member 228 which is attached to the outer tube 136 . The mast 126 is therefore rotatable with respect to the wedge 224 . The wedge 224 forms a lug 230 which engages with an upper surface of the core plate 110 to facilitate the limitation of the lateral movement of the mast 126 .

Fig. 12 ist eine bildhafte Darstellung des Mastes 126, der bezogen auf eine Kernplatte in dem RPV 102 in einer Ar beitsstellung angeordnet ist. Der Mast 126 erstreckt sich durch eine Öffnung in der Kernplatte 110 hindurch und der Roboterarm ist bei der Ausführung eines Arbeitsvorganges in dem Bereich unterhalb der Kernplatte 110 dargestellt. Die Kernplatten öffnung ist die Öffnung, in welcher normalerweise die Halterung des Brennstoff-Gußstückes während des Reaktorbetriebs ange ordnet ist. Der Mast 126 wird auf einem (in der Figur nicht dargestellten) Steuerstabantriebsgehäuse gehaltert. Fig. 12 is a pictorial representation of the mast 126 , which is arranged with respect to a core plate in the RPV 102 in a working position. The mast 126 extends through an opening in the core plate 110 and the robot arm is shown in the area below the core plate 110 during the execution of a work process. The core plate opening is the opening in which the holder of the fuel casting is normally arranged during reactor operation. The mast 126 is supported on a control rod drive housing (not shown in the figure).

Anhand von Fig. 12 ist leicht zu erkennen, daß sich der Roboterarm 128 unterhalb der Kernplatte 110 in verschiedenen Höhen und Winkelrichtungen relativ leicht herumbewegen kann. Zusätzlich kann der Arm 128 mit einem hohen Maß an Sicherheit und hoher Wiederholgenauigkeit präzise positioniert werden. Ferner sind speziell angepaßte Werkzeuge nicht notwendigerweise für jeden Vorgang erforderlich, da der Roboterarm 128 eine Vielzahl von Stellen erreichen kann, um eine Vielzahl von Inspektionen und Reparaturen innerhalb des RPV′s 102 auszu führen. Der Mast 126 erleichtert es auch, die zur Ausführung von Inspektionen und Reparaturen erforderliche Zeit zu reduzieren, was die Reduzierung der Strahlungsexposition der ausführenden Position pro Aufgabe erleichtert.It can easily be seen from FIG. 12 that the robot arm 128 can move around relatively easily below the core plate 110 in different heights and angular directions. In addition, the arm 128 can be precisely positioned with a high degree of security and high repeatability. Furthermore, specially adapted tools are not necessarily required for every process, since the robot arm 128 can reach a large number of locations in order to carry out a large number of inspections and repairs within the RPV's 102 . The mast 126 also makes it easier to reduce the time required to carry out inspections and repairs, which makes it easier to reduce the radiation exposure of the executing position per task.

Natürlich kann der Mast 126 auf vielen unterschiedlichen Höhen innerhalb des RPV′s 102 gehaltert werden. In Fig. 12 ist der Mast 126 so positioniert, daß der Arm 128 Arbeiten unterhalb der Kernplatte 110 ausführen kann. Es können jedoch auch Arbeiten über der Kernplatte 110 sowohl in Bereichen unter als auch über der oberen Führungseinrichtung 108 ausgeführt werden. Um Arbeiten an solchen alternativen Höhe auszuführen, muß die untere Halterungsstruktur für den Mast 126 einer verfügbaren Halterungsstruktur entsprechend angepaßt werden.Of course, the mast 126 can be held at many different heights within the RPV's 102 . In Fig. 12, the mast is positioned 126 that the arm 128 can perform work below the core plate 110. However, work can also be carried out over the core plate 110 both in areas below and above the upper guide device 108 . To perform work on such alternative heights, the lower support structure for mast 126 must be adapted to an available support structure.

Beispielsweise ist gemäß Fig. 13 die Befestigungskompo nenten-Schnittstelle 152 passend für ein in (Fig. 13 nicht dargestelltes aber in Verbindung mit Fig. 14 dargestelltes und beschriebenes) Brennstoff-Halterungs-Gußstück ausgeführt. In Fig. 13 dargestellte Komponenten, welche mit in Fig. 2 darge stellten Komponenten identisch sind, werden in Fig. 13 mit denselben Bezugszeichen wie den in Fig. 2 verwendeten bezeichnet. Der Unterschied zwischen der Ausführungsform von Fig. 2 und der Ausführungsform von 13 besteht darin, daß in Fig. 13 die Befestigungskomponenten-Schnittstelle 152 zu einem Brennstoff-Halterungs-Gußstück paßt, während die Befestigungs komponenten-Schnittstelle 152 von Fig. 2 zu einem Steuerstab antriebsgehäuse paßt. Gemäß besonderem Bezug auf Fig. 13, enthält die Schnittstelle 152 Kernplatten-Schnittstellen-Dorne 232. Eine Rotorbaugruppe 234 ist im unteren Abschnitt des Mastes 126 positioniert, um die Drehung des Mastes 126 bezogen auf das Brennstoff-Halterungs-Gußstück zu ermöglichen.For example, the Befestigungskompo is shown in FIG. 13 components interface 152 suitable for an in (Fig. 13 but not shown in connection with Fig. 14 shown and described) is carried out fuel-supporting-casting. Components shown in FIG. 13, which are identical to components shown in FIG. 2, are designated in FIG. 13 with the same reference numerals as those used in FIG. 2. The difference between the embodiment of FIG. 2 and the embodiment of Figure 13 is that the fastening components interface fitted in FIG. 13 152 to a fuel-supporting-casting, while the fastening components interface 152 of FIG. 2 to a control rod drive housing fits. With particular reference to FIG. 13, interface 152 includes core disk interface mandrels 232 . A rotor assembly 234 is positioned in the lower portion of the mast 126 to allow the mast 126 to rotate with respect to the fuel holder casting.

Gemäß Darstellung in Fig. 14, welche eine detailliertere Teilquerschnittsdarstellung des unteren Abschnittes des in Fig. 13 dargestellten Mastes 126 ist, enthält die Rotorbaugruppe 234 einen Rotationsaktuatormotor 236 mit einem daraus hervor stehenden Rotor 238. Der Motor 236 ist auf der Masthalterungs platte 164 befestigt. Ein zylindrisches Rotorgehäuse 240 ist über dem Motor 236 angeordnet und der Rotor 238 erstreckt sich durch das Gehäuse 240 hindurch. Ein Mastbefestigungsblock 242 ist mit dem zylindrischen Gehäuse 240 mittels eines Klammer elementes 244 und vier Schrauben 246 verbunden. Ferner sind die Kernplatten-Schnittstellen-Dorne 232 zu den Öffnungen 248 in dem Brennstoff-Halterungs-Gußstück 250 ausgerichtet und darin eingesetzt. Das Brennstoff-Halterungs-Gußstück 250 ist in einer Öffnung 252 in der Kernplatte 110 angeordnet.As shown in Fig. 14, which the is a more detailed part cross-sectional view of the lower portion in FIG. 13 depicted mast 126, 234 includes a rotor assembly 236 Rotationsaktuatormotor with a therefrom protruding rotor 238th The motor 236 is mounted on the mast bracket plate 164 . A cylindrical rotor housing 240 is disposed over the motor 236 and the rotor 238 extends through the housing 240 . A mast mounting block 242 is connected to the cylindrical housing 240 by means of a bracket element 244 and four screws 246 . Furthermore, the core plate interface mandrels 232 are aligned with and inserted into the openings 248 in the fuel holder casting 250 . The fuel holder casting 250 is disposed in an opening 252 in the core plate 110 .

Im Betrieb dreht sich bei einer Drehung des Rotors 238 das zylindrische Gehäuse 240 mit dem Rotor 238. Eine solche Drehung wird über den Block 242 auf den Mast 126 übertragen. Die Druck lager 168 ermöglichen die Drehung des Mastes 126, während die Platte 164 stehen bleibt. Es gibt natürlich viele andere Konfigurationen, welche eingesetzt werden könnten, um eine solche Drehung zu ermöglichen und eine Halterung für den Mast 126 in dem RPV 102 bereitzustellen.In operation, when rotor 238 rotates, cylindrical housing 240 rotates with rotor 238 . Such rotation is transmitted to mast 126 via block 242 . The pressure bearing 168 allow the rotation of the mast 126 while the plate 164 remains. There are, of course, many other configurations that could be used to enable such rotation and provide support for the mast 126 in the RPV 102 .

Der Mast 126 kann auch für die Ausführung von Arbeiten in dem Ringraum 116 (Fig. 1) des RPV 102 gehaltert werden. Bei spielsweise könnte der Mast von (nicht dargestellten) Strahl pumpendiffusoren gehaltert werden, die in dem Ringraum 116 angeordnet sind. Eine zusätzliche laterale Halterung könnte beispielsweise durch einen aus dem Mast 126 zu dem Oberteil des Mantels 112 sich hin erstreckenden Hilfsträger bereitgestellt werden. Der Roboterarm 128 müßte natürlich relativ kurz sein, um in den relativ kleineren Raum des Ringraums 116 zu passen und darin zu arbeiten.The mast 126 can also be held for performing work in the annulus 116 ( FIG. 1) of the RPV 102 . For example, the mast could be supported by jet pump diffusers (not shown) located in the annulus 116 . An additional lateral mounting could be provided, for example, by an auxiliary support extending from the mast 126 to the upper part of the jacket 112 . The robotic arm 128 would of course have to be relatively short to fit and work in the relatively smaller space of the annulus 116 .

Claims

1. A device for use in a nuclear reactor ( 100 ), the reactor ( 100 ) being a reactor pressure vessel ( 102 ) with an upper guide device ( 108 ) arranged therein at a distance from a core plate ( 110 ), the upper guide device ( 108 ) and the core plate ( 110 ) have openings leading through it, a jacket ( 112 ) which extends around the core plate ( 110 ), and an annular space ( 116 ) which contains between the reactor pressure vessel ( 102 ) and the jacket ( 112 ) is characterized by :
an elongated mast ( 126 ) having a slot ( 140 ) formed therein and extending at least partially along the axial length of the mast ( 126 ),
a robotic arm ( 128 ) attached to the mast ( 126 ) and vertically movable with respect to the slot ( 140 ), and
a vertical drive assembly ( 142 ) for controlling the vertical movement of the robot arm.

2. Device according to claim 1, characterized in that the mast ( 126 ) has an outer cylindrical tube ( 136 ) and an inner tube ( 138 ) which is at least partially positioned in the outer tube ( 136 ), the inner tube ( 138 ) connected to the robot arm ( 128 ) and vertically movable with respect to the outer tube ( 136 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a vertical drive assembly ( 142 ) is attached to the inner tube ( 138 ), the vertical drive assembly ( 142 ) has a vertical drive motor ( 144 ) and a pinion ( 146 ), the rotation of the Pinion ( 146 ) is controlled by the vertical drive motor ( 144 ), an elongated rack ( 148 ) is attached to an inner surface of the outer tube ( 136 ) and extends in the longitudinal direction over the length of the outer tube ( 136 ), the rack ( 148 ) is aligned with the pinion ( 146 ) so that when the pinion ( 146 ) rotates, the inner tube ( 138 ) moves vertically with respect to the outer tube ( 136 ).

4. The device according to claim 2, characterized in that a sliding guide ( 150 ) is fixed to the inner tube ( 138 ) and extends from the inner tube ( 138 ) to the inner surface of the outer tube ( 136 ).

5. The device according to claim 1, characterized in that a fastening component interface ( 152 ) is attached to a lower end of the mast ( 126 ), the interface ( 152 ) having a substantially fixed plate element ( 164 ) and thrust bearing ( 166 ) mounted on an upper surface of the plate member ( 164 ), the mast ( 126 ) has alignment arms ( 168 ) configured to engage the thrust bearings ( 164 ) so that the mast ( 126 ) is relative to the Plate element ( 164 ) is rotatable.

6. The device of claim 5, characterized in that the mounting component interface ( 152 ) has a control rod housing alignment pin ( 170 ) extending from the plate member ( 164 ), the alignment pin ( 170 ) being configured to fit into an opening ( 162 ) can be used, which is formed in an upper region of the control rod drive housing ( 160 ).

7. The apparatus of claim 5, characterized in that the mounting component interface ( 152 ) has a plurality of fuel holder casting alignment pins ( 232 ) extending from the plate member ( 164 ), the alignment pins ( 232 ) being configured to can be used in corresponding openings of the fuel holder castings, which are formed in a fuel holder casting.

8. The device according to claim 5, characterized in that a rotary actuator ( 154 ), a ring gear ( 178 ) which is fixed to an outer portion of the mast ( 126 ), and a pinion ( 180 ) are provided which with the rotary actuator ( 154 ) is connected and controlled by it and is aligned with the ring gear ( 178 ) such that when the pinion ( 180 ) rotates, the ring gear ( 178 ) and the mast ( 126 ) also rotate.

9. The device according to claim 5, characterized in that a rotary actuator motor ( 236 ) has an associated and extending therefrom rotor ( 238 ) and a cylindrical rotor housing ( 240 ) attached to the mast ( 126 ), the rotor ( 128 ) extends through the cylindrical housing ( 240 ) and cooperates with the housing ( 240 ) such that when the rotor ( 238 ) rotates relative to the motor ( 236 ), the cylindrical rotor housing ( 240 ) and the mast ( 126 ) rotate relative to the motor ( 236 ).

10. The device according to claim 1, characterized in that an interface ( 156 ) to the upper guide device ( 108 ) is attached to the mast ( 126 ) and is configured for working together with the upper guide device ( 108 ) and a lateral movement of the mast ( 126 ) limited.

11. The apparatus of claim 1, which is an interface ( 158 ) to the core plate attached to the mast ( 126 ) and configured to cooperate with the core plate ( 110 ) and limits lateral movement of the mast ( 126 ).

12. The apparatus according to claim 1, characterized in that the mast ( 126 ) is dimensioned so that it can be arranged in the annular space ( 116 ).

13. The apparatus according to claim 1, characterized in that the mast ( 126 ) further comprises an outer cylindrical tube ( 136 ) and an at least partially in the outer tube ( 136 ) arranged inner tube ( 138 ), the inner tube ( 138 ) in has an essentially square cross-sectional shape, the inner tube ( 138 ) is connected to the robot arm ( 128 ) and is vertically movable with respect to the outer tube ( 136 ), the device further comprising a vertical drive assembly ( 142 ) which is fastened to the inner tube ( 138 ) wherein the vertical drive assembly ( 142 ) includes a vertical drive motor ( 144 ) and a pinion ( 146 ), the rotation of the pinion ( 146 ) is controlled by the vertical drive motor ( 144 ), an elongated rack ( 148 ) on the outer tube ( 136 ) and extends in the longitudinal direction thereof, the rack ( 148 ) is aligned with the pinion ( 146 ), so that when the pinion ( 146 ) rotates, the Inner tube ( 138 ) moves vertically with respect to outer tube ( 136 ), a slide guide ( 150 ) attached to inner tube ( 138 ) and from inner tube ( 138 ) to the inner surface of outer tube ( 136 ) and a fastener component interface ( 152 ) attached to a lower end of the mast ( 126 ), the interface ( 152 ) being a substantially fixed plate member ( 164 ) and thrust bearings ( 164 ) mounted on an upper surface of the plate member ( 164 ) 166 ), the mast ( 126 ) has alignment arms ( 168 ) that are configured to engage the thrust bearings ( 164 ) so that the mast ( 126 ) is rotatable with respect to the plate member ( 164 ).

14. The apparatus according to claim 1, characterized in that the robot arm ( 128 ) has a hydraulic cylinder ( 192 ) with a shoulder joint ( 194 ) extending therefrom, an upper arm element ( 196 ) which is connected at one end to the shoulder joint ( 194 ) is, an elbow joint ( 198 ), which is connected to the other end of the upper arm ( 196 ), and has a forearm element ( 200 ), which is connected to the elbow joint ( 198 ) and around the elbow joint ( 198 ) in relation to the Upper arm element ( 196 ) is rotatable.